19.如图是小华同学“探究二力平衡条件”时的实验情景。

(1)实验通过调整来改变两端拉力的大小。
(2)如图乙所示,小华将卡片转过一个角度,松手后发现卡片又恢复图甲原状。这说明两个力必须作用在,物体才能平衡。
(3)用如图丙所示的装置进行“探究二力平衡条件”实验,左右两边同时挂一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是。
(4)将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两线端挂上相同钩码如图丁所示,此时小卡片(选填“能”或“不能”)平衡。

19.(1)钩码数量
(2)同一直线上
(3)木块受到摩擦力
(4)能
解析:(1)实验中通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
(2)将卡片转过一个角度,松手后发现卡片又恢复题图甲原状,说明两个力必须作用在同一直线上,物体才能平衡。
(3)若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止状态。
(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上,满足二力平衡的条件,小卡片还是处于静止状态。

20.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体的重力
的关系。

(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是。
(2)根据图中的实验数据可求出小石块的密度为 $\mathrm{kg/m}^3$。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$, $\rho_{水}=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出$F_{浮}$(选填“＞”“＜”或“=”)$G_{排}$,从而验证了阿基米德原理的正确性。
(4)图丁步骤中,小石块浸没过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(5)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出$F_{浮}$(选填“＞”“＜”或“=”)$G_{排}$(小桶中液体所受重力)的结论。

20.(1)丙、甲、丁、乙
(2)$2.8×10^3$
(3)=
(4)一直不变
(5)＞
解析:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重力,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力。因此,最合理的顺序应为丙、甲、丁、乙。
(2)由题图甲、丁得,小石块浸没在水中受到的浮力大小为$F_浮=G-F=2.8\ \mathrm{N}-1.8\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$;根据$G=mg$得,小石块的质量为$m=\frac{G}{g}=\frac{2.8\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.28\ \mathrm{kg}$;根据阿基米德原理得,物体的体积$V=V_排=\frac{F_浮}{\rho_水g}=\frac{1\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}}=1×10^{-4}\ \mathrm{m^3}$;小石块的密度为$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.28\ \mathrm{kg}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m^3}}=2.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$。
(3)因$G_乙-G_丙=2\ \mathrm{N}-1\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$,$F_浮=1\ \mathrm{N}$;由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(4)小石块浸没过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式$p=\rho gh$可知,水对杯底的压强不变。
(5)其中一个同学每次进行题图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则$G_排$偏小,实验时认为$G_排=G_溢$,因而他会得出$F_浮＞G_排$的结论。

五、计算题
21.如图所示，水平地面上有一圆柱形容器，其底面积S为0.02 m²，一个体积V为$10^{-3}\ \mathrm{m}^3$的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力$F_{\mathrm{拉}}$为4 N，此时容器中水深h为40 cm(g取10 N/kg)。求：
(1)此时物块所受的浮力$F_{\mathrm{浮}}$；
(2)物块的重力G；
(3)此时容器底部受到水的压力$F_{\mathrm{压}}$。

21.(1)10 N (2)6 N (3)80 N
解析:(1)物块排开水的体积$V_排=V=10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,
物块受到的浮力$F_浮=\rho_水gV_排=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=10\ \mathrm{N}$。
(2)分析可知,物块受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,
则物体的重力为$G=F_浮-F_拉=10\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$。
(3)水对容器底的压强为$p=\rho gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.4\ \mathrm{m}=4\ 000\ \mathrm{Pa}$,
根据$p=\frac{F}{S}$可知此时容器底受到水的压力$F_压=pS=4\ 000\ \mathrm{Pa}×0.02\ \mathrm{m^2}=80\ \mathrm{N}$。